Die Ringe des Saturns hangeln können Galaxy imitiert werden

Die schillernde Ringe des Saturns spontan schütteln und Shimmy und eine neue Studie legt nahe, dass das Prinzip der Bewegung auch bei der Arbeit in den Spiralarmen über die gesamte Galaxis.

Forscher, die Analyse von Bildern aus der NASA Raumsonde Cassini umkreist Saturn haben herausgefunden, dass die ungeraden Schwingungen in den Planeten massive B-Ring durch Monde oder andere Organe verursacht sind nicht.

Stattdessen, der Ring ist dicht genug, und seine Ränder sind scharf genug, für "frei" ungezwungen Wellen auf ihre eigenen wachsen und dann reflektieren wieder am Rand, Wissenschaftler sagen.

Forscher glauben, dass dieses Verhalten häufig in anderen Disk-Systemen, wie auch unsere eigene Milchstraße Spiralgalaxien und in protoplanetaren Scheiben um nahe Sterne gefunden ist.

Während das Phänomen in Computersimulationen modelliert wurden, hatte es nie in der Natur beobachtet worden – bis jetzt.

"Wir haben gefunden, was wir gehofft finden wir, wenn wir auf dieser Reise mit Cassini vor fast 13 Jahren dargelegt: Einblick in die Mechanismen, die nicht nur Saturns Ringe, sondern himmlische Scheiben aus einem weit größeren Maßstab von Solaranlagen, wie unsere eigenen, geformt haben alle die Möglichkeit, die riesigen Spirale Galaxien," sagte Carolyn Porco des Space Science Institute in Boulder , Colorado, ein Koautor der Studie und Leiter von der Cassini imaging Team.

Die neuen Beobachtungen erklären, könnte die verwirrende Vielzahl von Strukturen in den dichtesten Regionen der Saturnringe, laut der Studie erscheinen heute in der Online-Version des Astrophysical Journal (1. Nov.).

Saturns Geheimnis Schwingungen

Wissenschaftler haben seit den frühen 1980er Jahren, als die Raumsonde Voyager von Saturn flogen, bekannt, dass die Außenkante des Planeten B Ring in eine rotierende, abgeflacht-Fußball Form modelliert wurde. Die stärkste Schwerkraft Resonanz in die Ringe des Saturn ist der Planet Mond Mimas zurückzuführen.

Resonanzen in die Ringe des Saturns auftreten, wo die relative Orbitalpositionen zwischen Teilchen klingeln und ein Mond ständig wiederholen, die Partikel Umlaufbahnen zu verändern. Im Falle von Mimas Resonanz werden die Partikel Bahnen aus Kreisen in Ellipsen geändert, die eine zwei-gelappt Muster drehen mit Mimas bilden.

Aber es klar, selbst in Voyager Ergebnisse war war der Außenring B Verhalten weitaus komplexer als alles Mimas allein verursachen könnte, sagte Forscher.

Nun, Analyse von Tausenden von Cassini Bilder der B-Ring-Kante, genommen im Laufe von vier Jahren hat die Quelle der meisten der Komplexität offenbart: die Anwesenheit von mindestens drei weitere, unabhängig voneinander rotierende Wellenmuster oder Schwingungen.

Diese Schwingungen spontan entstanden sind, als Folge der B-Ring Dichte und seine scharfe Kanten, die erlauben, Wellenmuster zu bilden und zu hüpfen, sagten die Forscher.

"Diese Schwingungen bestehen aus dem gleichen Grund haben Gitarrensaiten natürliche Modi der Schwingung, die angeregt werden können, wenn gerupft oder sonst gestört", sagte Joseph Spitale das Space Science Institute, Hauptautor der Studie und ein Mitglied der Cassini imaging Team. "Der Ring hat auch seine eigene natürliche Schwingungsfrequenzen, und das ist, was wir beobachten."

Wie bei einer Spiralgalaxie

Astronomen glauben, dass solche selbsterregten Schwingungen in andere, Ferne Disk-Systeme existieren. Jedoch Bewegungen innerhalb dieser remote-Systeme können nicht direkt beobachtet, und Forscher haben stattdessen griffen auf Computersimulationen, sie zu studieren.

Jetzt hat sich das geändert.

Die neuen Beobachtungen bestätigen die erste große Welle Schwingungen dieses Typs in einer breiten Scheibe aus Material überall in der Natur, sagte Forscher.

Dieser Prozess könnte erklären, die rätselhaften chaotischen Wellenformen in die Ringe des Saturns dichteste, aus zehn Metern bis zu Hunderten von Kilometern Breite gefunden.

"Normalerweise die Viskosität bzw. Strömungswiderstand, Wellen, die Art und Weise der Schallwellen durch die Luft Reisen, sterben würde dämpft", sagte Peter Goldreich, ein planetarischer Ring Theoretiker am California Institute of Technology in Pasadena, nicht an der Studie beteiligt war.

"Aber die neuen Ergebnisse zeigen, dass in den dichtesten Teilen der Saturnringe, Viskosität tatsächlich Wellen, geheimnisvolle Rillen zuerst erklären verstärkt gesehen in Bildern von der Voyager-Sonde," fügte er hinzu.

Weitere Saturn Monde?

Bilder von den B-Ring Außenrand haben auch mindestens zwei gestörte Regionen gezeigt, einer von ihnen ein langer Bogen von engen schattenwerfende Gipfeln erweitern so hoch wie 2,2 Meilen (3,5 km) über der Ringebene.

Die Studie legt nahe, dass diese Regionen dürften bevölkert von kleinen Monden, die irgendwann in der Vergangenheit über den äußeren Teil des Ringes B migriert haben können er schließlich am Rand in einer Zone betroffen durch die Schwerkraft von Mimas gefangen. Ein solcher Prozess häufig gedacht wird, geholfen zu haben, der heutigen Solar-System zu konfigurieren, sagten die Forscher.

Spitale und Porco vorschlagen, diese Regionen sehr wahrscheinlich kleine Monde, Hunderte von Metern bis vielleicht einen Kilometer oder mehr, enthalten, die dramatisch komprimieren und zwingen das Ringmaterial vorbei um sie herum in dieser unruhigen Umgebung am Rand der B-Ring nach oben.

Die Autoren vermuten auch, dass der äußere Teil der B-Ring zu einer Zeit, eine Sammlung von kleinen Körpern in der gleichen Weise Saturns äußeren aufgefüllt wurden kann ein Ring heute ist Heimat Dutzender Monde, die vor kurzem von Cassini entdeckt "Propeller"-Features zu erstellen.

Dieser Artikel wurde von SPACE.com, eine Schwester Website LiveScience.com bereitgestellt.